自耦变压器的简易设计(1)
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⾃耦变压器的分析计算⾃耦变压器的分析和计算1. ⾃耦变压器原理2.单相⾃耦变压器的计算⽅法3. 三相⾃耦变压器的计算⽅法1. ⾃耦变压器原理如果把⼀个双绕组变压器的⼀次绕组和⼆次绕组按顺极性串联起来,并把⼀次绕组1N 作为公共绕组,把⼆次绕组2N 作为串联绕组(如下图所⽰),这就构成了⼀台⾃耦变压器。
⾃耦变压器的两个绕组之间,不但有磁的联系,还有了电的联系。
所以,⾃耦变压器是双绕组变压器的⼀种特殊形式。
⼜因为⾼低压绕组是相串联在⼀起的,所以,有时也把它称为单绕组变压器。
⾃耦变压器有升压模式(如下图的左图)和降压模式(如下图的右图)。
⾃耦变压器的优点是电抗较低,线路压降⼩,损失也低,但是,等效阻抗较低,因⽽短路电流较⼤,是其缺点。
2.单相⾃耦变压器的计算⽅法当计算⾃耦变压器时,应该特别注意以下⼏个特点:1.可以认为⾃耦变压器是由普通双绕组变压器改制的,因此,它的计算⽅法就跟普通变压器的计算⽅法⼤体相同。
但是,也有它⾃⾝的⼀些特点:2.⾃耦变压器分为公共绕组和⾼压端的串联绕组两部分。
不管是升压变压器,还是降压变压器,公共绕组都是低压绕组,即有1X E E =;串联绕组部分则是构成⾼压端的⼀部分,即有21H E E E +=。
(式中的下标“X ”代表低压;“H ”代表⾼压。
下同。
)3.对于⾃耦变压器,其变⽐可以⽤)/(211N N N +或121/)(N N N +表⽰,符号含义见上图。
4.⾃耦变压器各个部分电流的⽅向跟普通变压器是相同的,即电流从⼀个绕组的某⼀极性进⼊后,从另⼀个绕组的同极性端流出。
通过每个绕组的电流值的计算⽅法也都是跟普通双绕组变压器电流的计算⽅法相同。
例如,不管是升压变压器,还是降压变压器,通过绕组1的电流都等于;/1old 1E S I =通过绕组2的电流都是2old 2/E S I =(下标“old ”表⽰是普通双绕组变压器。
下同)⽽且,⽆论在升压变压器的输⼊端电流,还是在降压变压器中输出端的电流都是⽤公式21X I I I +=来计算的。
自耦变压器(AT)供电方式自耦变压器(AT)供电方式牵引网以2×25 kV电压供电,并在网内分散设置自耦变压器降压至25 kV供电力牵引用。
图5是AT供电方式原理结线圈。
与接触网同杆架设一条对地电压为25kV但相位与接触网电压反相的“正馈线”,构成2×25 kV馈电系统。
自耦变压器变比为2:1,其一次绕组接在接触网与正馈线之间,而中性点则接至钢轨。
在接触网与钢轨和正馈线与钢轨间形成25kV电压可供电力牵引用电。
这种方式可在不提高牵引网绝缘水平的条件下将馈电电压提高一倍,可成倍提高牵引网的供电能力,扩展牵引变电所间距,牵引供电各项技术指标十分优越,特别适用于高速和重载电气化铁路,参见自耦变压器供电方式。
百科名片自耦变压器自耦的耦是电磁耦合的意思,普通的变压器是通过原副边线圈电磁耦合来传递能量,原副边没有直接的电的联系,自耦变压器原副边有直接的电的联系,它的低压线圈就是高压线圈的一部分。
什么是变压器?自耦变压器降压启动控制线路在一个闭合的铁芯上绕两个或以上的线圈,当一个线圈通入交流电源时(就是初级线圈),线圈中流过交变电流,这个交变电流在铁芯中产生交变磁场,交变主磁通在初级线圈中产生自身感应电动势,同时另外一个线圈(就是次级线圈)中感应互感电动势。
通过改变初、次级的线圈匝数比的关系来改变初、次级线圈端电压,实现电压的变换,一般匝数比为1.5:1~2:1。
因为初级和次级线圈直接相连,有跨级漏电的危险。
所以不能作行灯变压器。
[编辑本段]自耦变压器和与干式变压器的区别在目前的电网中,从220KV电压等级才开始有自耦变压器,多用作电网间的联络变。
220KV以下几乎没有自耦变。
自耦变压器在较低电压下是使用最多是用来作为电机降压启动使用对于干式变压器来讲,它的绝缘介质是树脂之类的固体,没有油浸式变压器中的绝缘油,所以称为干式。
干式变压器由于散热条件差,所以容量不能做得很大,一般只有中小型变压器,电压等级也基本上在35KV及以下,但现在国内外也都已经有额定电压达到66kV甚至更高的干式变压器,容量也可达30000kVA甚至更高。
自耦变压器设计实例一、引言自耦变压器是一种特殊的变压器,其具有自耦合的特点,即主、副绕组共用一部分线圈。
本文将以自耦变压器的设计实例为例,介绍自耦变压器的基本原理、设计要点以及实际应用。
二、自耦变压器的基本原理自耦变压器是通过主、副绕组共用一部分线圈来实现变压器的升降压功能。
其基本原理是通过自感作用和互感作用来完成能量的传递和变换。
自耦变压器的主要特点有:转比可调、体积小、重量轻、成本低等。
三、自耦变压器的设计要点1. 根据需求确定主、副绕组的匝数比例,从而确定变压器的升降压比例。
升压比例大于1时,主绕组匝数大于副绕组;降压比例小于1时,主绕组匝数小于副绕组。
2. 根据变压器的功率需求确定线径和截面积,以确保变压器在工作时不会过载或过热。
3. 选择合适的铁芯材料,以增强自耦变压器的磁导率和磁导能力,提高能量传递效率。
4. 设计合理的绕组结构,减少电磁感应损耗和电阻损耗,提高自耦变压器的效率。
5. 考虑变压器的绝缘和散热问题,选择合适的绝缘材料和散热结构,以确保变压器的安全可靠运行。
四、自耦变压器的实际应用自耦变压器在电力系统中有广泛的应用,特别适用于变换高压输电线路与低压配电线路之间的电压。
以下为自耦变压器在实际应用中的一些例子:1. 电力系统中的变压器。
自耦变压器常用于电力系统中的变电站,用于升压或降压输电线路的电压。
通过自耦变压器,可以将高压输电线路的电压升至适宜的变压器运行电压,或将低压配电线路的电压降至合适的用户用电电压。
2. 电子设备中的变压器。
自耦变压器通常用于电子设备中的电源变压器,用于降低或提高交流电源的电压,以满足电子设备的工作需求。
3. 可变电阻器。
自耦变压器可以用来调节电阻值,实现对电路的调节和控制。
例如,在音响设备中,自耦变压器可用于调节音量大小。
4. 焊接设备中的变压器。
自耦变压器在焊接设备中常用于调节焊接电流和电压,以满足不同焊接需求。
五、总结自耦变压器是一种特殊的变压器,具有自耦合的特点,通过主、副绕组共用一部分线圈来实现变压器的升降压功能。
自耦变压器的原理、接线、结构自耦变压器降压启动控制线路在一个闭合的铁芯上绕两个或以上的线圈,当一个线圈通入交流电源时(就是初级线圈),线圈中流过交变电流,这个交变电流在铁芯中产生交变磁场,交变主磁通在初级线圈中产生自身感应电动势,同时另外一个线圈(就是次级线圈)中感应互感电动势。
通过改变初、次级的线圈匝数比的关系来改变初、次级线圈端电压,实现电压的变换,一般匝数比为1.5:1~2:1。
因为初级和次级线圈直接相连,有跨级漏电的危险。
所以不能作行灯变压器。
区别在电网中,从220KV电压等级才开始有自耦变压器,多用作电网间的联络变。
220KV以下几乎没有自耦变压器。
自耦变压器在较低电压下是使用最多是用来作为电机降压启动使用。
对于干式变压器来讲,它的绝缘介质是树脂之类的固体,没有油浸式变压器中的绝缘油,所以称为干式。
干式变压器由于散热条件差,所以容量不能做得很大,一般只有中小型变压器,电压等级也基本上在35KV及以下,但国内外也都已经有额定电压达到66kV甚至更高的干式变压器,容量也可达30000kVA甚至更高。
工作原理自耦变压器零序差动保护原理图自耦变压器1.自耦变压器是输出和输入共用一组线圈的特殊变压器.升压和降压用不同的抽头来实现.比共用线圈少的部分抽头电压就降低.比共用线圈多的部分抽头电压就升高.⒉其实原理和普通变压器一样的,只不过他的原线圈就是它的副线圈一般的变压器是左边一个原线圈通过电磁感应,使右边的副线圈产生电压,自耦变压器是自己影响自己。
⒊自耦变压器是只有一个绕组的变压器,当作为降压变压器使用时,从绕组中抽出一部分线匝作为二次绕组;当作为升压变压器使用时,外施电压只加在绕组的—部分线匝上。
通常把同时属于一次和二次的那部分绕组称为公共绕组,自耦变压器的其余部分称为串联绕组,同容量的自耦变压器与普通变压器相比,不但尺寸小,而且效率高,并且变压器容量越大,电压越高.这个优点就越加突出。
因此随着电力系统的发展、电压等级的提高和输送容量的增大,自耦变压器由于其容量大、损耗小、造价低而得到广泛应用.。
自耦变压器工作原理图解
自耦变压器地原边电路与副边电路共用一部分线圈,如图所示.原、副边之间除了有磁地联系外,还有直接地电地联系.这是自耦变压器区别于一般变压器地特点.
从图中看出,当原边加上额定电压后,若不考虑电阻地压降和漏感电势,则
式中为自耦变压器地变压比.
当自耦变压器接上负载,副边有电流输出时,有
图自耦变压器
上式表明,自耦变压器中原、副边电流地大小与线圈匝数成反比,且在相位上相差°.因此,自耦变压器中,原、副边共同部分地电流为,考虑到与相位相反,故 . 当变比接近时,由于与数值相差不大,所以线圈公共部分电流很小.因此,这部分线圈可用截面较小地导线,以节省材料.
自耦变压器地优点是:构简单,节省材料,效率高. 但这些优点只有在变压器变比不大地情况下才有意义.它地缺点是副线圈和原线圈有电地联系,不能用于变比较大地场合(一般不大于).这是因为当副线圈断开时,高电压就串入低压网络,容易发生事故.
实验室常用地调压器,就是一种副线圈匝数可变地自耦变压器,如下图所示.
这种调压器端点可以滑动,所以能均匀地调节电压. 该调压器还可以做成三相地,容量一般为几千伏安,电压为几百伏.
使用自耦调压器时,要注意以下几点:
)原副边不能接错,否则会烧毁变压器.
)接电源地输入端共三个,用于和电源,不可将其接错,否则会烧毁变压器.
)电源接通前,要把手柄转到零位.接通电源前,逐渐调动受柄,调出所需要地输出电压.。
自耦变压器使用手册目录第一章总则 (1)第二章牵引变压器简介 (1)一..自耦变压器简介 (1)第三章变压器交接试验 (2)3.1试验标准 (2)3.2变压器试验项目及要求 (2)第四章变压器投入运行前的检查 (5)4.1冲击试验前的外观检查 (5)4.2冲击试验前的检测 (6)4.3变压器排气 (6)第五章变压器的冲击合闸 (7)第六章变压器允许运行的方式 (7)6.1额定运行方式 (7)6.2允许的过负荷 (7)第七章变压器在带上负荷运行后,出现以下几种不正常现象和故障,应引起注意 (8)第八章变压器的日常维护 (8)第九章变压器日常巡视检查一般包括以下内容 (9)第十章在下列情况下应对变压器进行特殊巡视检查,增加巡视检查次数 (9)第十一章变压器定期检查(检查周期由现场规程规定),并增加以下检查内容 (9)第十二章下述维护项目的周期,可根据具体情况在现场规程中规定 (10)第十三章变压器的维护 (10)13.1温度计的使用维护 (10)13.2吸湿器使用维护 (11)13.3气体继电器使用和装卸 (11)13.4风机运行前的准备及维护 (11)13.5压力释放阀的使用和注意事项 (12)13.6冷却系统的运行 (12)13.735K V及以下套管的使用 (12)13.8变压器油的维护 (13)13.10注油、补油注意事项 (14)13.11带油补焊注意事项 (14)13.12验收标准 (14)第一章总则本手册适用于我公司生产的油浸式牵引变压器的使用、维护。
变压器运输、贮存、安装,须以本公司《变压器运输安装手册》为指导,以免发生变压器质量问题,并请做好有关记录。
安装与使用部门应按照工厂所提供的各类出厂技术文件、运输安装手册、产品使用手册、各组部件的安装使用说明书进行施工。
若有疑问或不清楚之处,须直接与制造厂联系,以便妥善解决。
第二章牵引变压器简介以下所介绍各变压器均为典型型号变压器的供电方式、接线图、出线端子位置示意图、型号说明、基本条件以及联结组,具体变压器应参考其铭牌和具体技术文件。
单相自耦变压器课程设计目录前言综述摘要1 单相自耦变压器工作原理2.单相自耦变压器运行分析2.1自耦变压器电路磁路分析2.2自耦变压器等效电路分析3.变压器能耗与节能4.变压器基本结构参数设计及测定4.1变压器技术参数及其确定4.2变压器铁心参数的计算4.3自耦变压器高低压绕组尺寸和匝数的计算5.结论综述前言综述变压器在整个国计民生中是一种应用极为广泛的电气设备,不仅应用于电力系统,还广泛应用于电子装置,焊接设备,电炉等场合,可以实现交流变压,交流电源供给,电路阻隔等功能。
因此,它在整个国民生活中占有极其重要的地位。
变压器按相数可分为单相、三相,按绕组的多少可分为双绕组变压器,三绕组变压器,多绕组变压器,自耦变压器等。
而与普通单相变压器相比较而言,单相自耦变压器在一二次侧之间不仅存在磁耦合,也存在电的联系,因此在传输容量相同的条件下,不但体积小,而且效率高。
因此在某些场合,得到广泛的应用。
由于自耦变压器有诸多分类,但是运行原理基本相似。
本设计只就单相降压自耦变压器给出具体设计,以此阐明自耦变压器的运行原理和运行特性。
摘要虽然普通单相变压器一二次侧绕组是分开的,而自耦变压器的一二次绕组是连在一起的,但是在结构上,单相自耦变压器可以看作是双绕组变压器的改装,而且在工作原理、电路和磁路的分析、结构参数的定义和确定等方面,存在许多类似。
因此本设计对比普通单相变压器来进行单相自耦变压器工作原理和电路磁路的分析,给出基本参数的设计值,并且对变压器的能耗进行论述,就节能简单介绍。
最后就自耦变压器设计进行综述。
本设计重点就电路磁路进行分析,给出基本参数的确定方法与变压器的设计值。
主题词:单相自耦变压器;参数;1.单相自耦变压器工作原理普通变压器利用电磁感应作用,以交变磁场为媒介,实现电能的传送,只存在电磁功率的传送。
而自耦变压器一二次侧不仅有电磁功率的传送,也存在传导功率的传送。
但是它们都实现将一种电压、电流的交流电能转换成同频率的另一种电压、电流的电能。
U1I1自耦变压器设计一.自耦变压器的定义绕组间具有电磁及电气连接的变压器称为自耦变压器。
自耦变压器的优.缺点:优点:体积小,成本低,传输功率大,效率比普通变压器高,电压调整率比普通变压器低。
缺点:由于绕组间具有公共的连接点,电磁及电气有连接,所以不能作为隔离变压器使用。
二.自耦变压器设计原则:自耦变压器的设计应按照电磁感应传递的功率即结构容量(也就是铁芯功率)来设计,而不是按其传递容量即输出功率P来设计。
三.自耦变压器的特点:特点:公共绕组的电流是初.次级电流之差.四.自耦变压器的结构容量计算:1.升压式I23如图一所示,0----U1输入,0----U2输出,功率P.初级电流I1=P/U1次级电流I2=P/U22U2I1-I21图一公共绕组电流为I1-I2设计输入:初级输入电压:U1次级输出电压:U2-U1次级输出电流:I2结构容量V AB=(U2-U1)×I2=U2I2-U1I2=P-U1×P/U2=P×(1-U1/U2)结构容量相等的公式:U1×(I1-I2)=(U2-U1)×I2=P×(1-U1/U2)例题1:0---100V输入,0----120V输出,功率为600V A的自耦变压器.解:初级电流I1=600/100=6A次级电流I2=600/120=5A公共绕组电流I1-I2=6A-5A=1A结构容量V AB=P×(1-U1/U2)=600×(1-100/120)=100V A结构容量相等:100V×1A=20V×5A=100V A设计输入:初级输入电压:100V次级输出电压:20V次级输出电流:5A2.降压式如图一所示,0----U1输入,0----U2输出,功率P.初级电流I1=P/U1I12I1U1I23次级电流I2=P/U2I2-I1U2公共绕组电流为I2-I11设计输入:初级输入电压:U1-U2次级输出电压:U2次级输出电流:I2-I1结构容量V AB=U2×(I2-I1)=U2I2-U2I1=P-U2×P/U1=P×(1-U2/U1)结构容量相等的公式:U2×(I2-I1)=(U1-U2)×I1=P×(1-U2/U1)例题2:0---120V输入,0----100V输出,功率为600V A的自耦变压器.解:初级电流I1=600/120=5A次级电流I2=600/100=6A公共绕组电流I2-I1=6A-5A=1A结构容量V AB=P×(1-U2/U1)=600×(1-100/120)=100V A结构容量相等:100V×1A=20V×5A=100V A设计输入:初级输入电压:100V次级输出电压:20V次级输出电流:5A例题3:自耦变压器0V~187V~220V,187V抽头电流为120A。
自耦变压器的功能-概述说明以及解释1.引言1.1 概述自耦变压器(也称为自耦变压器)是一种特殊类型的变压器,它与传统变压器相比具有独特的设计和功能。
在自耦变压器中,一部分绕组既用作输入绕组,又用作输出绕组,这使得自耦变压器在电力系统和电子设备中具有广泛的应用。
自耦变压器的工作原理基于自归化电感。
当交流电通过输入绕组时,会在绕组中产生磁场。
这个磁场又会通过自耦变压器的绕组耦合到输出绕组中,从而在输出绕组中产生电压。
由于绕组是连接在一起的,这意味着自耦变压器的输入绕组和输出绕组是共享部分同一电流路径的。
自耦变压器的主要功能之一是提供电压变换功能。
通过调整输入绕组和输出绕组之间的匝数比例,可以实现不同电压的输出。
这种电压变换功能使得自耦变压器成为电力系统中用于调整电源电压或实现电压匹配的理想解决方案。
另一个重要的功能是实现阻抗匹配。
由于自耦变压器的构造,它可以通过改变输入和输出绕组之间的匝数比例来调整阻抗。
这使得自耦变压器能够将电源的内阻与负载的外阻匹配,从而实现更高效的功率传输。
自耦变压器还可以实现电气隔离。
通过在输入和输出绕组之间的共享部分增加绝缘材料,可以避免输入和输出之间的电气直接接触。
这提供了更高的安全性,并且可以减少电气噪音和干扰。
自耦变压器在电力系统中有着广泛的应用。
它们可以用于调整电压稳定器和稳压器,提供适当的电源电压。
在工业设备和电子设备中,自耦变压器可以用于对电源进行隔离和过滤,以保护设备免受电力干扰和电气噪声。
总之,自耦变压器具有多种功能,包括电压变换、阻抗匹配和电气隔离。
它们在电力系统和电子设备中起着重要的作用,并且可以满足不同应用领域的需求。
未来,随着科技的不断进步,自耦变压器有望进一步发展和创新,为电力行业和电子设备带来更多的好处和应用潜力。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以按照以下方式编写:文章结构:本文将主要分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分,将会对自耦变压器的概述、文章的结构以及目的进行介绍。
【关键字】结构自耦变压器的原理、接线、结构自耦变压器降压启动控制线路在一个闭合的铁芯上绕两个或以上的线圈,当一个线圈通入交流电源时(就是初级线圈),线圈中流过交变电流,这个交变电流在铁芯中产生交变磁场,交变主磁通在初级线圈中产生自身感应电动势,同时另外一个线圈(就是次级线圈)中感应互感电动势。
通过改变初、次级的线圈匝数比的关系来改变初、次级线圈端电压,实现电压的变换,一般匝数比为1.5:1~2:1。
因为初级和次级线圈直接相连,有跨级漏电的危险。
所以不能作行灯变压器。
区别在电网中,从220KV电压等级才开始有自耦变压器,多用作电网间的联络变。
220KV以下几乎没有自耦变压器。
自耦变压器在较低电压下是使用最多是用来作为电机降压启动使用。
对于干式变压器来讲,它的绝缘介质是树脂之类的固体,没有油浸式变压器中的绝缘油,所以称为干式。
干式变压器由于散热条件差,所以容量不能做得很大,一般只有中小型变压器,电压等级也基本上在35KV及以下,但国内外也都已经有额定电压达到66kV甚至更高的干式变压器,容量也可达30000kVA甚至更高。
工作原理自耦变压器零序差动保护原理图自耦变压器1.自耦变压器是输出和输入共用一组线圈的特殊变压器.升压和降压用不同的抽头来实现.比共用线圈少的部分抽头电压就降低.比共用线圈多的部分抽头电压就升高.⒉其实原理和普通变压器一样的,只不过他的原线圈就是它的副线圈一般的变压器是左边一个原线圈通过电磁感应,使右边的副线圈产生电压,自耦变压器是自己影响自己。
⒊自耦变压器是只有一个绕组的变压器,当作为降压变压器使用时,从绕组中抽出一部分线匝作为二次绕组;当作为升压变压器使用时,外施电压只加在绕组的—部分线匝上。
通常把同时属于一次和二次的那部分绕组称为公共绕组,自耦变压器的其余部分称为串联绕组,同容量的自耦变压器与普通变压器相比,不但尺寸小,而且效率高,并且变压器容量越大,电压越高.这个优点就越加突出。
自耦变压器工作原理引言概述:自耦变压器是一种常见的电力设备,广泛应用于电力系统中。
它通过自感作用实现电能的变换和传输。
本文将详细介绍自耦变压器的工作原理,包括其结构和工作过程。
一、自耦变压器的结构1.1 主绕组:自耦变压器的主绕组是由一根长导线绕制而成,通常为铜或铝材质。
主绕组的匝数决定了变压器的变比。
1.2 副绕组:自耦变压器的副绕组是通过从主绕组上取出一部分匝数而形成的。
副绕组的匝数决定了变压器的变比。
1.3 磁芯:自耦变压器的磁芯通常由硅钢片叠压而成,用于增加磁通的传导效果。
磁芯的材质和结构对变压器的性能有重要影响。
二、自耦变压器的工作过程2.1 输入电压:当输入电压施加在主绕组上时,根据电磁感应定律,会在副绕组中产生感应电动势。
2.2 变比:自耦变压器的变比由主绕组和副绕组的匝数比决定。
通过改变匝数比,可以实现输入电压和输出电压的变换。
2.3 输出电压:根据变比,当输入电压施加在主绕组上时,输出电压将通过副绕组传输到外部负载上。
三、自耦变压器的优点3.1 尺寸小:相比于常规变压器,自耦变压器的结构更为简单,尺寸更小巧,适合在空间有限的场合使用。
3.2 高效率:自耦变压器由于没有磁路间隔,能量传输更直接,损耗更小,因此具有较高的能量转换效率。
3.3 成本低:由于自耦变压器的结构简单,制造成本相对较低,适用于大规模生产和应用。
四、自耦变压器的应用领域4.1 电力系统:自耦变压器常用于电力系统中的变电站和配电系统,用于电能的变换和传输。
4.2 电子设备:自耦变压器也广泛应用于各种电子设备中,如电源适配器、电子变频器等。
4.3 通信系统:在通信系统中,自耦变压器用于信号的耦合和隔离,保证信号的传输质量和稳定性。
五、自耦变压器的发展趋势5.1 高频应用:随着电子技术的发展,自耦变压器在高频应用领域的需求越来越大,例如无线通信和高速数据传输等。
5.2 节能环保:自耦变压器具有高效率和低损耗的特点,符合节能环保的要求,将在未来得到更广泛的应用。